(57)【要約】【課題】消費電流が少なく、かつ、雑音指数ＮＦも良好にすることが可能な周波数変換回路を提供する。【解決手段】同じ入力信号に基づいて差動増幅動作を行う第１の差動増幅器１０Ｉおよび第２の差動増幅器１０Ｑに対して１つの定電流源Ｉ０をコモンソースで共通に接続し、両方の差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑを１つの定電流源Ｉ０で駆動することにより、所望の雑音指数ＮＦを得るために適切な利得を各差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑに設定することができるようにするとともに、これらの差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑが１つの定電流源Ｉ０だけで動作するようにして、２個の差動増幅器を有しながらも消費電流の増大を抑制できるようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの入力端子より入力される、互いに位相が１８０度異なる信号の差動増幅動作を行う第１の差動増幅器と、上記第１の差動増幅器と同じ上記２つの入力端子より入力される信号の差動増幅動作を行う第２の差動増幅器とを備えた周波数変換回路であって、
上記第１の差動増幅器を構成するトランジスタのソースおよび上記第２の差動増幅器を構成するトランジスタのソースに対して１つの定電流源を共通に接続し、上記第１の差動増幅器および上記第２の差動増幅器を上記１つの定電流源で駆動するようにしたことを特徴とする周波数変換回路。
【請求項２】
１つの定電流源に共通に接続され、互いに位相が１８０度異なる入力信号の差動増幅動作をそれぞれ行う第１の差動増幅器および第２の差動増幅器と、
上記第１の差動増幅器および上記第２の差動増幅器の出力に接続され、互いに位相が９０度異なるローカル信号に基づいてそれぞれ駆動される第１のスイッチ回路および第２のスイッチ回路とを備え、
上記第１のスイッチ回路および上記第２のスイッチ回路の出力から同相信号および直交信号を取り出すようにしたことを特徴とする周波数変換回路。
【請求項３】
上記第１の差動増幅器および上記第２の差動増幅器が上記１つの定電流源を介して仮想接地点に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の周波数変換回路。
【請求項４】
上記第１の差動増幅器および上記第２の差動増幅器が上記１つの定電流源を介して接地点に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の周波数変換回路。
【請求項５】
１つの定電流源に共通に接続され、互いに位相が１８０度異なる入力同相信号の差動増幅動作をそれぞれ行う第１の差動増幅器および第３の差動増幅器と、
１つの定電流源に共通に接続され、互いに位相が１８０度異なる入力直交信号の差動増幅動作をそれぞれ行う第２の差動増幅器および第４の差動増幅器と、
上記第１の差動増幅器および上記第２の差動増幅器の出力に接続され、互いに位相が９０度異なるローカル同相信号に基づいてそれぞれ駆動される第１のスイッチ回路および第２のスイッチ回路と、
上記第３の差動増幅器および上記第４の差動増幅器の出力に接続され、互いに位相が９０度異なるローカル直交信号に基づいてそれぞれ駆動される第３のスイッチ回路および第４のスイッチ回路とを備え、
上記第１のスイッチ回路および上記第３のスイッチ回路の出力から２種類の同相信号を取り出し、上記第２のスイッチ回路および上記第４のスイッチ回路の出力から２種類の直交信号を取り出すようにしたことを特徴とする周波数変換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は周波数変換回路に関し、特に、直交変調器を構成するＩＱミキサに用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＯＳ集積回路上に構成する周波数変換回路としては、ギルバートセルを用いたものや（例えば、特許文献１参照）、ＭＯＳスイッチを用いたものが知られている。
【特許文献１】特開平１０−２００３３７号公報
【０００３】
一般に、直交変調器を構成するＩＱミキサは、複数のギルバートセルを組み合わせたギルバートセル型ミキサ、あるいは複数のＭＯＳスイッチを組み合わせたパッシブ型ミキサにより構成することができる。図４は、従来のギルバートセル型ＩＱミキサの構成を示す図である。また、図５は、従来のパッシブ型ＩＱミキサの構成を示す図である。
【０００４】
図４に示すように、ギルバートセル型ＩＱミキサは、２個のギルバートセル５０Ｉ，５０Ｑを備えている。同相信号（Ｉ信号）用のギルバートセル５０Ｉでは、互いに位相が１８０度ずれた状態にある入力信号ＶＩＮ，ＶＩＮ−（−は位相が１８０度異なっていることを示す）の入力端子対の間に、１組の差動対トランジスタ（Ｍ１Ｉ，Ｍ２Ｉ）から成る第１の差動増幅器５１Ｉが配置されている。この第１の差動増幅器５１Ｉは、第１の定電流源Ｉ１で駆動される。また、互いに位相が１８０度ずれた状態にあるローカル信号ＶＩ，ＶＩ−の入力端子対の間に、２組の差動対トランジスタ｛（Ｍ３Ｉ，Ｍ４Ｉ），（Ｍ５Ｉ，Ｍ６Ｉ）｝から成るダブルバランス型の第１のミキサ回路５２Ｉが配置されている。
【０００５】
第１のミキサ回路５２Ｉは、具体的には以下のように構成されている。すなわち、一方の差動対トランジスタ（Ｍ３Ｉ，Ｍ４Ｉ）のドレイン同士および他方の差動対トランジスタ（Ｍ５Ｉ，Ｍ６Ｉ）のドレイン同士がそれぞれ共通接続されている。また、トランジスタＭ３ＩのゲートとトランジスタＭ６Ｉのゲートとが共通に接続され、この共通ゲートに反転ローカル信号ＶＩ−が入力されるようになっている。また、トランジスタＭ４ＩのゲートとトランジスタＭ５Ｉのゲートとが共通に接続され、この共通ゲートにローカル信号ＶＩが入力されるようになっている。また、各トランジスタＭ３Ｉ，Ｍ４Ｉ，Ｍ５Ｉ，Ｍ６Ｉのソースは電源ＶＤＤに接続されている。
【０００６】
また、第１の差動増幅器５１Ｉは、具体的には以下のように構成されている。すなわち、一方のトランジスタＭ１Ｉは、そのドレインが一方の差動対トランジスタ（Ｍ３Ｉ，Ｍ４Ｉ）の共通ドレインに接続され、ソースが第１の定電流源Ｉ１に接続されている。ゲートには入力信号ＶＩＮが入力されるようになっている。また、他方のトランジスタＭ２Ｉは、そのドレインが他方の差動対トランジスタ（Ｍ５Ｉ，Ｍ６Ｉ）の共通ドレインに接続され、ソースが第１の定電流源Ｉ１に接続されている。ゲートには反転入力信号ＶＩＮ−が入力されるようになっている。
【０００７】
同様に、直交信号（Ｑ信号）用のギルバートセル５０Ｑでは、互いに位相が１８０度ずれた状態にある入力信号ＶＩＮ，ＶＩＮ−の入力端子対の間に、１組の差動対トランジスタ（Ｍ１Ｑ，Ｍ２Ｑ）から成る第２の差動増幅器５１Ｑが配置されている。この第２の差動増幅器５１Ｑは、第２の定電流源Ｉ２で駆動される。また、互いに位相が１８０度ずれた状態にあるローカル信号ＶＱ，ＶＱ−の入力端子対の間に、２組の差動対トランジスタ｛（Ｍ３Ｑ，Ｍ４Ｑ），（Ｍ５Ｑ，Ｍ６Ｑ）｝から成るダブルバランス型の第２のミキサ回路５２Ｑが配置されている。
【０００８】
第２のミキサ回路５２Ｑは、具体的には以下のように構成されている。すなわち、一方の差動対トランジスタ（Ｍ３Ｑ，Ｍ４Ｑ）のドレイン同士および他方の差動対トランジスタ（Ｍ５Ｑ，Ｍ６Ｑ）のドレイン同士がそれぞれ共通接続されている。また、トランジスタＭ３ＱのゲートとトランジスタＭ６Ｑのゲートとが共通に接続され、この共通ゲートに反転ローカル信号ＶＱ−が入力されるようになっている。また、トランジスタＭ４ＱのゲートとトランジスタＭ５Ｑのゲートとが共通に接続され、この共通ゲートにローカル信号ＶＱが入力されるようになっている。また、各トランジスタＭ３Ｑ，Ｍ４Ｑ，Ｍ５Ｑ，Ｍ６Ｑのソースは電源ＶＤＤに接続されている。
【０００９】
また、第２の差動増幅器５１Ｑは、具体的には以下のように構成されている。すなわち、一方のトランジスタＭ１Ｑは、そのドレインが一方の差動対トランジスタ（Ｍ３Ｑ，Ｍ４Ｑ）の共通ドレインに接続され、ソースが第２の定電流源Ｉ２に接続されている。ゲートには入力信号ＶＩＮが入力されるようになっている。また、他方のトランジスタＭ２Ｑは、そのドレインが他方の差動対トランジスタ（Ｍ５Ｑ，Ｍ６Ｑ）の共通ドレインに接続され、ソースが第２の定電流源Ｉ２に接続されている。ゲートには反転入力信号ＶＩＮ−が入力されるようになっている。
【００１０】
このように構成されたギルバートセル型ＩＱミキサにおいて、入力信号ＶＩＮ，ＶＩＮ−は、第１および第２の差動増幅器５１Ｉ，５１Ｑに入力され、その出力が第１および第２のミキサ回路５２Ｉ，５２Ｑに入力される。そして、第１のミキサ回路５２Ｉの出力から互いに位相が１８０度異なる同相信号Ｉ，Ｉ−が取り出され、第２のミキサ回路５２Ｑの出力から互いに位相が１８０度異なる直交信号Ｑ，Ｑ−が取り出される。
【００１１】
また、図５に示すように、パッシブ型ＩＱミキサは、２個のスイッチ回路６０Ｉ，６０Ｑを備えている。同相信号用のスイッチ回路６０Ｉでは、入力信号ＶＩＮが第１および第２のスイッチＳＷ１Ｉ，ＳＷ２Ｉに入力されている。また、入力信号ＶＩＮに対して位相が１８０度ずれた状態にある反転入力信号ＶＩＮ−が第３および第４のスイッチＳＷ３Ｉ，ＳＷ４Ｉに入力されている。
【００１２】
第２および第３のスイッチＳＷ２Ｉ，ＳＷ３Ｉは、ローカル信号ＶＩによってＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第１および第４のスイッチＳＷ１Ｉ，ＳＷ４Ｉは、ローカル信号ＶＩに対して位相が１８０度ずれた状態にある反転ローカル信号ＶＩ−によってＯＮ／ＯＦＦが制御される。そして、第１および第３のスイッチＳＷ１Ｉ，ＳＷ３Ｉの出力がミックスされるとともに、第２および第４のスイッチＳＷ２Ｉ，ＳＷ４Ｉの出力がミックスされて、同相信号Ｉ，Ｉ−として取り出されるようになっている。
【００１３】
また、直交信号用のスイッチ回路６０Ｑでは、入力信号ＶＩＮが第１および第２のスイッチＳＷ１Ｑ，ＳＷ２Ｑに入力されている。また、入力信号ＶＩＮに対して位相が１８０度ずれた状態にある反転入力信号ＶＩＮ−が第３および第４のスイッチＳＷ３Ｑ，ＳＷ４Ｑに入力されている。
【００１４】
第２および第３のスイッチＳＷ２Ｑ，ＳＷ３Ｑは、ローカル信号ＶＱによってＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第１および第４のスイッチＳＷ１Ｑ，ＳＷ４Ｑは、ローカル信号ＶＱに対して位相が１８０度ずれた状態にある反転ローカル信号ＶＱ−によってＯＮ／ＯＦＦが制御される。そして、第１および第３のスイッチＳＷ１Ｑ，ＳＷ３Ｑの出力がミックスされるとともに、第２および第４のスイッチＳＷ２Ｑ，ＳＷ４Ｑの出力がミックスされて、直交信号Ｑ，Ｑ−として取り出されるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図４に示したようなギルバートセル型ＩＱミキサの場合、その利得は差動増幅器５１Ｉ，５１Ｑの相互コンダクタンスｇｍと負荷抵抗とにより決まる。よって、所望のＮＦ（雑音指数）を得るために適切な利得を設定することが可能である。しかしながら、同相信号および直交信号を取り出すためには２個のギルバートセル５０Ｉ，５０Ｑが必要となり、１つの単純なミキサ回路に比べて２倍の消費電流が必要になるという問題があった。
【００１６】
一方、図５に示したようなパッシブ型ＩＱミキサの場合は、ミキサ部には直流電流が流れないため、消費電流は零である。しかしながら、利得を制御可能な差動増幅器を持たないため、利得がほぼ１（０［ｄＢ］）である。そのため、所望のＮＦを得ることができず、ＮＦが悪化するという問題があった。
【００１７】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、消費電流が少なく、かつ、雑音指数ＮＦも良好にすることが可能な周波数変換回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記した課題を解決するために、本発明の周波数変換回路では、同じ入力信号に基づいて差動増幅動作を行う第１の差動増幅器および第２の差動増幅器に対して１つの定電流源をコモンソースで共通に接続し、両方の差動増幅器を１つの定電流源で駆動するようにしている。
【００１９】
また、上記第１および第２の差動増幅器と、これらの出力に接続された第１および第２のスイッチ回路との組み合わせによって周波数変換回路を構成し、上記第１および第２のスイッチ回路を、互いに位相が９０度異なるローカル信号に基づいてそれぞれ駆動するようにしても良い。
【発明の効果】
【００２０】
上記のように構成した本発明によれば、第１および第２の差動増幅器において所望の雑音指数ＮＦを得るために適切な利得を設定することが可能である。しかも、これらの差動増幅器が１つの定電流源だけで動作するので、２個の差動増幅器を有しながらも消費電流の増大を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による周波数変換回路の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態の周波数変換回路は、２個の差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑおよび２個のスイッチ回路２０Ｉ，２０Ｑ備えている。
【００２２】
第１の差動増幅器１０Ｉは、１組の差動対トランジスタ（Ｍ１Ｉ，Ｍ２Ｉ）から成り、２つの入力端子１，２より入力される、互いに位相が１８０度異なる入力信号ＶＩＮ，ＶＩＮ−の差動増幅動作を行う。また、第２の差動増幅器１０Ｑは、１組の差動対トランジスタ（Ｍ１Ｑ，Ｍ２Ｑ）から成り、第１の差動増幅器１０Ｉと同じ２つの入力端子１，２より入力される信号ＶＩＮ，ＶＩＮ−の差動増幅動作を行う。
【００２３】
第１の差動増幅器１０Ｉは、以下のように構成されている。すなわち、一方のトランジスタＭ１Ｉは、そのドレインが第１のスイッチ回路２０Ｉの第１および第２のスイッチＳＷ１Ｉ，ＳＷ２Ｉに接続され、ソースが定電流源Ｉ０に接続されている。ゲートには入力信号ＶＩＮの入力端子１が接続されている。また、他方のトランジスタＭ２Ｉは、そのドレインが第１のスイッチ回路２０Ｉの第３および第４のスイッチＳＷ３Ｉ，ＳＷ４Ｉに接続され、ソースが定電流源Ｉ０に接続されている。ゲートには反転入力信号ＶＩＮ−の入力端子２が接続されている。
【００２４】
また、第２の差動増幅器１０Ｑは、以下のように構成されている。すなわち、一方のトランジスタＭ１Ｑは、そのドレインが第２のスイッチ回路２０Ｑの第１および第２のスイッチＳＷ１Ｑ，ＳＷ２Ｑに接続され、ソースが定電流源Ｉ０に接続されている。ゲートには入力信号ＶＩＮの入力端子１が接続されている。また、他方のトランジスタＭ２Ｑは、そのドレインが第２のスイッチ回路２０Ｑの第３および第４のスイッチＳＷ３Ｑ，ＳＷ４Ｑに接続され、ソースが定電流源Ｉ０に接続されている。ゲートには反転入力信号ＶＩＮ−の入力端子２が接続されている。
【００２５】
このように、本実施形態では、第１および第２の差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑを構成している４個のトランジスタＭ１Ｉ，Ｍ２Ｉ，Ｍ１Ｑ，Ｍ２Ｑのソースを共通に接続し、そのコモンソースを１つの定電流源Ｉ０を共通に接続している。そして、第１の差動増幅器１０Ｉおよび第２の差動増幅器１０Ｑを１つの定電流源Ｉ０で駆動するようにしている。
【００２６】
第１のスイッチ回路２０Ｉは、第１〜第４のスイッチＳＷ１Ｉ〜ＳＷ４Ｉを備えている。第１のスイッチＳＷ１Ｉと第３のスイッチＳＷ３Ｉは、第１の差動増幅器１０Ｉの出力と同相信号Ｉの出力端子３との間に接続されている。これにより、第１の差動増幅器１０Ｉを構成する各トランジスタＭ１Ｉ，Ｍ２Ｉの出力がミックスされて、同相信号Ｉとして出力端子３から取り出されるようになっている。また、第１のスイッチＳＷ１Ｉと第３のスイッチＳＷ３Ｉの出力は、抵抗Ｒ１Ｉを介して電源ＶＤＤに接続されている。
【００２７】
また、第２のスイッチＳＷ２Ｉと第４のスイッチＳＷ４Ｉは、第１の差動増幅器１０Ｉの出力と反転同相信号Ｉ−の出力端子４との間に接続され、第１の差動増幅器１０Ｉを構成する各トランジスタＭ１Ｉ，Ｍ２Ｉの出力がミックスされて、反転同相信号Ｉ−として出力端子４から取り出されるようになっている。また、第２のスイッチＳＷ２Ｉと第４のスイッチＳＷ４Ｉの出力は、抵抗Ｒ２Ｉを介して電源ＶＤＤに接続されている。
【００２８】
ここで、第２のスイッチＳＷ２Ｉと第３のスイッチＳＷ３Ｉは、一方のローカル入力端子５から入力されるローカル信号ＶＩによって駆動され、そのＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第１および第４のスイッチＳＷ１Ｉ，ＳＷ４Ｉは、ローカル信号ＶＩに対して位相が１８０度ずれた状態にある反転ローカル信号ＶＩ−によって駆動され、そのＯＮ／ＯＦＦが制御される。当該反転ローカル信号ＶＩ−は、他方のローカル入力端子６から入力される。
【００２９】
同様に、第２のスイッチ回路２０Ｑは、第１〜第４のスイッチＳＷ１Ｑ〜ＳＷ４Ｑを備えている。第１のスイッチＳＷ１Ｑと第３のスイッチＳＷ３Ｑは、第２の差動増幅器１０Ｑの出力と直交信号Ｑの出力端子７との間に接続されている。これにより、第２の差動増幅器１０Ｑを構成する各トランジスタＭ１Ｑ，Ｍ２Ｑの出力がミックスされて、直交信号Ｑとして出力端子７から取り出されるようになっている。また、第１のスイッチＳＷ１Ｑと第３のスイッチＳＷ３Ｑの出力は、抵抗Ｒ１Ｑを介して電源ＶＤＤに接続されている。
【００３０】
また、第２のスイッチＳＷ２Ｑと第４のスイッチＳＷ４Ｑは、第２の差動増幅器１０Ｑの出力と反転直交信号Ｑ−の出力端子８との間に接続され、第２の差動増幅器１０Ｑを構成する各トランジスタＭ１Ｑ，Ｍ２Ｑの出力がミックスされて、反転直交信号Ｑ−として出力端子８から取り出されるようになっている。また、第２のスイッチＳＷ２Ｑと第４のスイッチＳＷ４Ｑの出力は、抵抗Ｒ２Ｑを介して電源ＶＤＤに接続されている。
【００３１】
ここで、第２のスイッチＳＷ２Ｑと第３のスイッチＳＷ３Ｑは、一方のローカル入力端子９から入力されるローカル信号ＶＱによって駆動され、そのＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第１および第４のスイッチＳＷ１Ｑ，ＳＷ４Ｑは、ローカル信号ＶＱに対して位相が１８０度ずれた状態にある反転ローカル信号ＶＱ−によって駆動され、そのＯＮ／ＯＦＦが制御される。当該反転ローカル信号ＶＱ−は、他方のローカル入力端子１０から入力される。
【００３２】
図２は、上記のように構成した本実施形態による周波数変換回路の動作電流を示す図である。上述のように、差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑの後段にＭＯＳのスイッチ回路２０Ｉ，２０Ｑを接続し、当該スイッチ回路２０Ｉ，２０Ｑを９０度位相の異なるローカル信号で駆動しているため（ＶＩとＶＱ、ＶＩ−とＶＱ−はそれぞれ位相が９０度異なっている）、差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑの各トランジスタＭ１Ｉ，Ｍ２Ｉ，Ｍ１Ｑ，Ｍ２Ｑを流れる信号電流のベクトルは、図２のようになる。
【００３３】
図２において、Ｉｉは第１の差動増幅器１０Ｉを利用して同相信号Ｉ，Ｉ−を作るのに必要な電流、Ｉｑは第２の差動増幅器１０Ｑを利用して直交信号Ｑ，Ｑ−を作るのに必要な電流である。ここでは、Ｉｉ＝Ｉｑである。この場合、これらの差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑにコモンソースで接続された定電流源Ｉ０に必要な電流Ｉ０、すなわち、図１の回路で必要となるコモン電流Ｉ０は、
Ｉ０＝√２Ｉｉ
となる。一方、図４の従来例において必要な信号電流Ｉ４は、
Ｉ４＝Ｉ１＋Ｉ２＝Ｉｉ＋Ｉｑ＝２Ｉｉ
となる。したがって、本実施形態では、従来例の約７０％の消費電流でＩＱミキサを実現することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、所望の雑音指数ＮＦを確保できるように差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑの利得を設定することができるため、図５に示した従来例のようなパッシブ型ＩＱミキサで問題となるような雑音指数ＮＦの悪化を抑止することができる。
【００３５】
なお、上記実施形態において、差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑのコモンソース点は定電流源Ｉ０を介して仮想接地点に接続しているが、これに限定されない。入力信号ＶＩＮ，ＶＩＮ−の位相が１８０度異なっているため、グランドに接続しても良い。この場合は、低電圧動作がより改善される。
【００３６】
図３は、本実施形態による周波数変換回路の他の構成例を示す図である。図３に示す周波数変換回路は、入力信号自体が同相信号および直交信号の組み合わせから成る場合の構成例を示したものである。なお、この図３において、図１に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。図３に示す周波数変換回路は、４個の差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑ，１１Ｉ，１１Ｑおよび４個のスイッチ回路２０Ｉ，２０Ｑ，２１Ｉ，２１Ｑ備えている。
【００３７】
第１の差動増幅器１０Ｉは、１組の差動対トランジスタ（Ｍ１Ｉ，Ｍ２Ｉ）から成り、２つの入力端子１，２より入力される、互いに位相が１８０度異なる入力同相信号ＶＩＮＩ，ＶＩＮＩ−の差動増幅動作を行う。また、第２の差動増幅器１０Ｑは、１組の差動対トランジスタ（Ｍ１Ｑ，Ｍ２Ｑ）から成り、２つの入力端子１’，２’より入力される、互いに位相が１８０度異なる入力直交信号ＶＩＮＱ，ＶＩＮＱ−の差動増幅動作を行う。
【００３８】
また、第３の差動増幅器１１Ｉは、１組の差動対トランジスタ（Ｍ３Ｉ，Ｍ４Ｉ）から成り、第１の差動増幅器１０Ｉと同じ２つの入力端子１，２より入力される同相信号ＶＩＮＩ，ＶＩＮＩ−の差動増幅動作を行う。また、第４の差動増幅器１１Ｑは、１組の差動対トランジスタ（Ｍ３Ｑ，Ｍ４Ｑ）から成り、第２の差動増幅器１０Ｑと同じ２つの入力端子１’，２’より入力される直交信号ＶＩＮＱ，ＶＩＮＱ−の差動増幅動作を行う。
【００３９】
第１の差動増幅器１０Ｉは、以下のように構成されている。すなわち、一方のトランジスタＭ１Ｉは、そのドレインが第１のスイッチ回路２０Ｉの第１および第２のスイッチＳＷ１Ｉ１，ＳＷ２Ｉ１に接続され、ソースが定電流源Ｉ０に接続されている。ゲートには入力同相信号ＶＩＮＩの入力端子１が接続されている。また、他方のトランジスタＭ２Ｉは、そのドレインが第１のスイッチ回路２０Ｉの第３および第４のスイッチＳＷ３Ｉ１，ＳＷ４Ｉ１に接続され、ソースが定電流源Ｉ０に接続されている。ゲートには反転入力同相信号ＶＩＮＩ−の入力端子２が接続されている。
【００４０】
また、第２の差動増幅器１０Ｑは、以下のように構成されている。すなわち、一方のトランジスタＭ１Ｑは、そのドレインが第２のスイッチ回路２０Ｑの第１および第２のスイッチＳＷ１Ｑ１，ＳＷ２Ｑ１に接続され、ソースが定電流源Ｉ０に接続されている。ゲートには入力直交信号ＶＩＮＱの入力端子１’が接続されている。また、他方のトランジスタＭ２Ｑは、そのドレインが第２のスイッチ回路２０Ｑの第３および第４のスイッチＳＷ３Ｑ１，ＳＷ４Ｑ１に接続され、ソースが定電流源Ｉ０に接続されている。ゲートには反転入力直交信号ＶＩＮＱ−の入力端子２’が接続されている。
【００４１】
第３の差動増幅器１１Ｉは、以下のように構成されている。すなわち、一方のトランジスタＭ３Ｉは、そのドレインが第３のスイッチ回路２１Ｉの第１および第２のスイッチＳＷ１Ｉ２，ＳＷ２Ｉ２に接続され、ソースが定電流源Ｉ０に接続されている。ゲートには入力同相信号ＶＩＮＩの入力端子１が接続されている。また、他方のトランジスタＭ４Ｉは、そのドレインが第３のスイッチ回路２１Ｉの第３および第４のスイッチＳＷ３Ｉ２，ＳＷ４Ｉ２に接続され、ソースが定電流源Ｉ０に接続されている。ゲートには反転入力同相信号ＶＩＮＩ−の入力端子２が接続されている。
【００４２】
また、第４の差動増幅器１１Ｑは、以下のように構成されている。すなわち、一方のトランジスタＭ３Ｑは、そのドレインが第４のスイッチ回路２１Ｑの第１および第２のスイッチＳＷ１Ｑ２，ＳＷ２Ｑ２に接続され、ソースが定電流源Ｉ０に接続されている。ゲートには入力直交信号ＶＩＮＱの入力端子１’が接続されている。また、他方のトランジスタＭ４Ｑは、そのドレインが第４のスイッチ回路２１Ｑの第３および第４のスイッチＳＷ３Ｑ２，ＳＷ４Ｑ２に接続され、ソースが定電流源Ｉ０に接続されている。ゲートには反転入力直交信号ＶＩＮＱ−の入力端子２’が接続されている。
【００４３】
このように、図３に示す周波数変換回路では、第１〜第４の差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑ，１１Ｉ，１１Ｑを構成する８個のトランジスタＭ１Ｉ，Ｍ２Ｉ，Ｍ３Ｉ，Ｍ４Ｉ，Ｍ１Ｑ，Ｍ２Ｑ，Ｍ３Ｑ，Ｍ４Ｑのソースを共通に接続し、そのコモンソースを１つの定電流源Ｉ０を共通に接続している。そして、第１〜第４の差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑ，１１Ｉ，１１Ｑを１つの定電流源Ｉ０で駆動するようにしている。
【００４４】
第１のスイッチ回路２０Ｉは、第１〜第４のスイッチＳＷ１Ｉ１〜ＳＷ４Ｉ１を備えている。第１のスイッチＳＷ１Ｉ１と第３のスイッチＳＷ３Ｉ１は、第１の差動増幅器１０Ｉの出力と第１の同相信号Ｉ１の出力端子３との間に接続されている。これにより、第１の差動増幅器１０Ｉを構成する各トランジスタＭ１Ｉ，Ｍ２Ｉの出力がミックスされて、第１の同相信号Ｉ１として出力端子３から取り出されるようになっている。また、第１のスイッチＳＷ１Ｉ１と第３のスイッチＳＷ３Ｉ１の出力は、抵抗Ｒ１Ｉを介して電源ＶＤＤに接続されている。
【００４５】
また、第２のスイッチＳＷ２Ｉ１と第４のスイッチＳＷ４Ｉ１は、第１の差動増幅器１０Ｉの出力と第１の反転同相信号Ｉ１−の出力端子４との間に接続されている。これにより、第１の差動増幅器１０Ｉを構成する各トランジスタＭ１Ｉ，Ｍ２Ｉの出力がミックスされて、第１の反転同相信号Ｉ１−として出力端子４から取り出されるようになっている。また、第２のスイッチＳＷ２Ｉ１と第４のスイッチＳＷ４Ｉ１の出力は、抵抗Ｒ２Ｉを介して電源ＶＤＤに接続されている。
【００４６】
ここで、第２のスイッチＳＷ２Ｉ１と第３のスイッチＳＷ３Ｉ１は、一方のローカル入力端子５から入力されるローカル信号ＶＩによって駆動され、そのＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第１および第４のスイッチＳＷ１Ｉ１，ＳＷ４Ｉ１は、ローカル信号ＶＩに対して位相が１８０度ずれた状態にある反転ローカル信号ＶＩ−によって駆動され、そのＯＮ／ＯＦＦが制御される。当該反転ローカル信号ＶＩ−は、他方のローカル入力端子６から入力される。
【００４７】
同様に、第２のスイッチ回路２０Ｑは、第１〜第４のスイッチＳＷ１Ｑ１〜ＳＷ４Ｑ１を備えている。第１のスイッチＳＷ１Ｑ１と第３のスイッチＳＷ３Ｑ１は、第２の差動増幅器１０Ｑの出力と第１の直交信号Ｑ１の出力端子７との間に接続されている。これにより、第２の差動増幅器１０Ｑを構成する各トランジスタＭ１Ｑ，Ｍ２Ｑの出力がミックスされて、第１の直交信号Ｑ１として出力端子７から取り出されるようになっている。また、第１のスイッチＳＷ１Ｑ１と第３のスイッチＳＷ３Ｑ１の出力は、抵抗Ｒ１Ｑを介して電源ＶＤＤに接続されている。
【００４８】
また、第２のスイッチＳＷ２Ｑ１と第４のスイッチＳＷ４Ｑ１は、第２の差動増幅器１０Ｑの出力と第１の反転直交信号Ｑ１−の出力端子８との間に接続されている。これにより、第２の差動増幅器１０Ｑを構成する各トランジスタＭ１Ｑ１，Ｍ２Ｑ１の出力がミックスされて、第１の反転直交信号Ｑ１−として出力端子８から取り出されるようになっている。また、第２のスイッチＳＷ２Ｑ１と第４のスイッチＳＷ４Ｑ１の出力は、抵抗Ｒ２Ｑを介して電源ＶＤＤに接続されている。
【００４９】
ここで、第２のスイッチＳＷ２Ｑ１と第３のスイッチＳＷ３Ｑ１は、一方のローカル入力端子９から入力されるローカル信号ＶＱによって駆動され、そのＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第１および第４のスイッチＳＷ１Ｑ１，ＳＷ４Ｑ１は、ローカル信号ＶＱに対して位相が１８０度ずれた状態にある反転ローカル信号ＶＱ−によって駆動され、そのＯＮ／ＯＦＦが制御される。当該反転ローカル信号ＶＱ−は、他方のローカル入力端子１０から入力される。
【００５０】
同様に、第３のスイッチ回路２１Ｉは、第１〜第４のスイッチＳＷ１Ｉ２〜ＳＷ４Ｉ２を備えている。第１のスイッチＳＷ１Ｉ２と第３のスイッチＳＷ３Ｉ２は、第３の差動増幅器１１Ｉの出力と第２の同相信号Ｉ２の出力端子３’との間に接続されている。これにより、第３の差動増幅器１１Ｉを構成する各トランジスタＭ３Ｉ，Ｍ４Ｉの出力がミックスされて、第２の同相信号Ｉ２として出力端子３から取り出されるようになっている。また、第１のスイッチＳＷ１Ｉ２と第３のスイッチＳＷ３Ｉ２の出力は、抵抗Ｒ３Ｉを介して電源ＶＤＤに接続されている。
【００５１】
また、第２のスイッチＳＷ２Ｉ２と第４のスイッチＳＷ４Ｉ２は、第３の差動増幅器１１Ｉの出力と第２の反転同相信号Ｉ２−の出力端子４’との間に接続されている。これにより、第３の差動増幅器１１Ｉを構成する各トランジスタＭ３Ｉ，Ｍ４Ｉの出力がミックスされて、第２の反転同相信号Ｉ２−として出力端子４’から取り出されるようになっている。また、第２のスイッチＳＷ２Ｉ２と第４のスイッチＳＷ４Ｉ２の出力は、抵抗Ｒ４Ｉを介して電源ＶＤＤに接続されている。
【００５２】
ここで、第２のスイッチＳＷ２Ｉ２と第３のスイッチＳＷ３Ｉ２は、一方の反転ローカル入力端子５’から入力される反転ローカル信号ＶＩ−によって駆動され、そのＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第１および第４のスイッチＳＷ１Ｉ２，ＳＷ４Ｉ２は、反転ローカル信号ＶＩ−に対して位相が１８０度ずれた状態にあるローカル信号ＶＩによって駆動され、そのＯＮ／ＯＦＦが制御される。当該ローカル信号ＶＩは、他方の反転ローカル入力端子６’から入力される。
【００５３】
同様に、第４のスイッチ回路２１Ｑは、第１〜第４のスイッチＳＷ１Ｑ２〜ＳＷ４Ｑ２を備えている。第１のスイッチＳＷ１Ｑ２と第３のスイッチＳＷ３Ｑ２は、第４の差動増幅器１１Ｑの出力と第２の直交信号Ｑ２の出力端子７’との間に接続されている。これにより、第４の差動増幅器１１Ｑを構成する各トランジスタＭ３Ｑ，Ｍ４Ｑの出力がミックスされて、第２の直交信号Ｑ２として出力端子７’から取り出されるようになっている。また、第１のスイッチＳＷ１Ｑ２と第３のスイッチＳＷ３Ｑ２の出力は、抵抗Ｒ３Ｑを介して電源ＶＤＤに接続されている。
【００５４】
また、第２のスイッチＳＷ２Ｑ２と第４のスイッチＳＷ４Ｑ２は、第４の差動増幅器１１Ｑの出力と第２の反転直交信号Ｑ２−の出力端子８’との間に接続されている。これにより、第４の差動増幅器１１Ｑを構成する各トランジスタＭ３Ｑ２，Ｍ４Ｑ２の出力がミックスされて、第２の反転直交信号Ｑ２−として出力端子８’から取り出されるようになっている。また、第２のスイッチＳＷ２Ｑ２と第４のスイッチＳＷ４Ｑ２の出力は、抵抗Ｒ４Ｑを介して電源ＶＤＤに接続されている。
【００５５】
ここで、第２のスイッチＳＷ２Ｑ２と第３のスイッチＳＷ３Ｑ２は、一方の反転ローカル入力端子９’から入力される反転ローカル信号ＶＱ−によって駆動され、そのＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第１および第４のスイッチＳＷ１Ｑ２，ＳＷ４Ｑ２は、反転ローカル信号ＶＱ−に対して位相が１８０度ずれた状態にあるローカル信号ＶＱによって駆動され、そのＯＮ／ＯＦＦが制御される。当該ローカル信号ＶＱは、他方の反転ローカル入力端子１０’から入力される。
【００５６】
上記図３のように周波数変換回路を構成した場合、各差動増幅器１０Ｉ，１０Ｑ，１１Ｉ，１１Ｑにコモンソースで接続された定電流源Ｉ０に必要な電流Ｉ０、すなわち、図３の回路で必要となるコモン電流Ｉ０は、
Ｉ０＝√２√２Ｉｉ＝２Ｉｉ
となる。一方、従来例のような通常のギルバートセルでＩＱミキサを構成した場合、図４の回路が２つ必要となるため、必要な信号電流Ｉ４は、
Ｉ４＝２（Ｉ１＋Ｉ２）＝４Ｉｉ
となる。したがって、本実施形態では、従来例の５０％の消費電流でＩＱミキサを実現することができる。
【００５７】
なお、図３の周波数変換回路では、８個のＭ１Ｉ，Ｍ２Ｉ，Ｍ３Ｉ，Ｍ４Ｉ，Ｍ１Ｑ，Ｍ２Ｑ，Ｍ３Ｑ，Ｍ４Ｑを全てコモンソースとして１つの定電流源Ｉ０に接続する例について説明したが、必ずしも８個全てをコモンソースとする必要はない。
【００５８】
また、上記実施形態では、リニア動作する差動増幅器とＭＯＳスイッチとの組み合わせにより周波数変換回路を構成する例について説明したが、ギルバートセル型ＩＱミキサにおいて複数の差動増幅器をコモンソースで定電流源に接続するようにしても良い。
【００５９】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、直交変調器を構成するＩＱミキサに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施形態による周波数変換回路の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態による周波数変換回路の動作電流を示す図である。
【図３】本実施形態による周波数変換回路の他の構成例を示す図である。
【図４】従来のギルバートセル型ＩＱミキサの構成を示す図である。
【図５】従来のパッシブ型ＩＱミキサの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０Ｉ，１０Ｑ，１１Ｉ，１１Ｑ  差動増幅器
２０Ｉ，２０Ｑ，２１Ｉ，２１Ｑ  スイッチ回路
Ｉ０  定電流源
【図１】
2007258861.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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